JP4002372B2 - 自動車の補機駆動装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車の補機駆動装置、更に詳しくは、補機駆動に使用されるエンジンの負荷を軽減して走行性能と燃費を向上させることができる補機駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車に搭載されている補機としてカークーラのコンプレッサやウオータポンプ等があり、従来、これら補機の駆動システムは、エンジンの動力のみによって駆動するようになっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、補機をエンジンの動力のみによって駆動するシステムは、補機側の負荷が大きくなった時に、エンジン総出力中、補機駆動に使われる部分が多くなり、その結果、走行に使用される主たる動力が減少し、走行性能や燃費が低減するという問題がある。
【０００４】
そこで、この発明の課題は、エンジンの出力の内、補機駆動に使われるものを低減することができ、走行性能や燃費の向上が図れる補機駆動装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記のような課題を解決するため、請求項１の発明は、エンジンの動力を用いて駆動される自動車の補機駆動システム内に駆動モータを配置し、そのモータの出力軸に二方向クラッチを設けて、モータからの駆動がない時はモータとの連結を遮断し、モータからの駆動がある時はその駆動力をベルトに伝達すると共に、上記二方向クラッチに内蔵した電磁クラッチの作動により、ベルトからの駆動力をモータへ伝達可能とした自動車の補機駆動装置において、上記二方向クラッチが、外径に複数のカム面を有する内輪と、内周に円筒面を有する外輪と、内外輪間に収容された複数のローラと、ローラを保持する保持器とからなり、電磁クラッチのアーマチュアがこの保持器に係合自在とした構成を採用したものである。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、上記二方向クラッチが、上記補機駆動ベルトに係合するプーリに内蔵されている構成を採用したものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
【０００８】
図１は、エンジンの動力を用いて駆動される自動車の補機駆動システム内への補機駆動装置の組み込み状態を示し、エンジンで駆動されるクランクプーリ１、カークーラのコンプレッサ用プーリ２、アイドラプーリ３、ウオータポンプ用のプーリ４、テンションプーリ５、補機駆動装置Ａをエンドレスのベルト６で連動し、エンジンの出力によるベルト６の回動で各補機を駆動すると共に、補機駆動装置Ａでベルトの回動を補助することにより、エンジンの駆動の負担を低減するようになっている。
【０００９】
図２乃至図４は、補機駆動装置の基本構造を示し、二方向クラッチにスプラグを用いている。
【００１０】
この補機駆動装置Ａは、駆動モータの出力軸に内輪１１を固定し、この内輪１１に軸受１２を介して回転可能に外嵌する外輪１３と該内輪１２間に複数のスプラグ１４を収容し、かつ、内輪１１と外輪１３の間にスプラグ１４の姿勢を制御する内側保持器１５と外側保持器１６を設けた二方向クラッチ１７と、この二方向クラッチ１７の内輪１１と外輪１３の間に内蔵され、二方向クラッチ１７の結合と解放を操作する電磁クラッチ１８の組み合わせによって構成され、上記外輪１３の外径に自動車の補機駆動システムにおけるベルト６を巻き掛けるプーリ１９が固定されている。
【００１１】
上記内輪１１の外径面と外輪１３の内径面は共に円筒面２０、２１になり、この円筒面２０、２１間に内側保持器１５と外側保持器１６を回転可能に嵌挿し、両保持器１５、１６のポケット２２と２３に両方向に係合可能なスプラグ１４を嵌め込み、内側保持器１５のポケット２２の両側にスプラグ１４を押すばね２４が設けられていると共に、内側保持器１５と外側保持器１６はピン２５と長孔２６の範囲内での相対回転を許容するよう結合され、スイッチングばね２７により、内側保持器１５に対して外側保持器１６は回転方向の一方側に復帰する弾性が付勢されている。
【００１２】
前記電磁クラッチ１８は、外輪１３の内径面にロータガイド２８を介してロータ２９を外輪１３と相対回転しないように圧入固定し、このロータ２９内に電磁コイル３０を組み込み、該電磁コイル３０は固定部分３１に固定配置すると共に、両保持器１５、１６の端部とロータ２９の対向面間にアーマチュア３２を軸方向に移動可能となるよう組み込み、該アーマチュア３２を外側保持器１６に回転方向に一体で軸方向に移動可能となるよう係合させた構造になっている。
【００１３】
二方向クラッチにスプラグを用いた補機駆動装置Ａは、上記のような構成であり、自動車の補機駆動システムに組み込んだ状態において、図４（Ａ）は、電磁クラッチ１８への通電がＯＦＦで駆動モータが起動していない時の二方向クラッチ１７の内部状態を示している。
【００１４】
外側保持器１６は、スイッチングばね２７により同図左側にスイッチし、スプラグ１４を左側に傾けている。この状態で外輪１３は同図矢印の右側方向への空転が可能となる。従って、自動車の補機駆動システムにおいて、エンジンでベルト６を回動させて補機を駆動していても、外輪１３は空転し、ベルト６から駆動モータが駆動されることはなく、エンジンに余分な負荷を与えることはない。
【００１５】
ここで、外輪１３が空転している状態で、ロータガイド２８とロータ２９は該外輪１３と一体に回転している。この状態で、電磁クラッチ１８の電磁コイル３０に対する通電をＯＮすると、アーマチュア３２が電磁コイル３０に吸引され、回転するロータ２９と接触することにより、接触抵抗でロータ２９の回転がアーマチュア３２に伝達され、これにより、外輪１３の回転が外側保持器１６に伝えられ、図４（Ｂ）に示すように、内側保持器１５に対して外側保持器１６が同図右側に回動してスプラグ１４の姿勢を右側に傾けたスイッチングが行われ、スプラグ１４は内外輪１１、１３の円筒面２０、２１に係合することにより、外輪１３の回転が、スプラグ１４から内輪１１へと伝達され、内輪１１を固定した駆動モータの出力軸が駆動される。
【００１６】
駆動モータは出力軸の駆動により、発電または回生ブレーキの機能が生じる。
【００１７】
次に、上記外輪１３の空転状態で、駆動モータに通電して起動させ、内輪１１の回転速度が外輪１３を上回ると、スイッチングばね２７の作用により、内側保持器１５に対して外側保持器１６が図４（Ｃ）の左側に戻され、スプラグ１４を左側に傾いた姿勢にし、該スプラグ１４は内外輪１１、１３の円筒面２０、２１に係合することにより、内輪１１の回転がスプラグ１４を介して外輪１３に伝達される。
【００１８】
この状態で、自動車の補機駆動システムにおけるベルト６が駆動され、これにより、自動車の補機を駆動するエンジンの出力を補助することができる。
【００１９】
図５乃至図７は、この発明の補機駆動装置を示している。なお、上記した基本構造の補機駆動装置と構造及び作用が同一部分については説明を省略し、相違する部分のみを説明する。
【００２０】
この発明の補機駆動装置における二方向クラッチ１７は、駆動モータの出力軸と結合する入力軸４１に設けた内方部材４２の外側に外輪４３を配置し、内方部材４２の外径面に複数のカム面４４を形成すると共に、外輪４３の内径面を円筒面４５とし、カム面４４と円筒面４５間に楔空間を形成している。
【００２１】
上記カム面４４と円筒面４５間に保持器４６が嵌挿され、この保持器４６の周方向にカム面４４と等しい数のポケット４７が形成され、各ポケット４７にローラ４８が組み込まれ、保持器４６によって周方向に所定量移動すると、カム面４４と円筒面４５間に係合し、内方部材４２と外輪４３を一体化する。
【００２２】
図７のように、保持器４６と内方部材４２の両者には、周方向の一部に切り欠き４９、５０が設けられ、そこにスイッチングばね５１を撓ませて両端をセットし、ローラ４８を楔空間に対して係合しない中立位置に保持し、内方部材４２と外輪４３を空転可能な状態にしている。
【００２３】
上記入力軸４１と外輪４３の間に組み込んだ電磁クラッチ１８のアーマチュア３２が、保持器４６と回転が一体で軸方向に移動可能となるよう切り欠きと突起で係合されている。
【００２４】
この発明の補機駆動装置は、電磁クラッチ１８の電磁コイル３０に対する通電がＯＦＦのとき、スイッチングばね５１の作用でローラ４８が中立位置に保持され、外輪４３は空転することになる。
【００２５】
また、電磁コイル３０への通電をＯＮすると、アーマチュア３２が電磁コイル３０に吸引されてロータ２９に接触し、該ロータ２９の回転がアーマチュア３２を介して保持器４６に伝わり、これにより、ローラ４８がカム面４４と円筒面４５に係合する位置に移動し、二方向クラッチ１７は結合状態となり、外輪４３の回転が内方部材４２に伝達され、駆動モータの出力軸が駆動されて発電、回生ブレーキの状態になる。
【００２６】
次に、上記出力軸が駆動されている状態で、駆動モータに通電して起動させ、内方部材４２の回転が外輪４３の回転を上回ると、内方部材４２の回転がローラ４８を介して外輪４３に伝達され、自動車の補機駆動システムにおけるベルト６を駆動してエンジンの出力を補助することになる。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように、この発明によると、エンジンの動力を用いて駆動される自動車の補機駆動システム内に駆動モータを配置し、そのモータの出力軸に、ローラを用いた二方向クラッチを設けて、上記二方向クラッチに内蔵した電磁クラッチの作動により、ベルトからの駆動力をモータへ伝達可能としたので、モータからの駆動がない時はモータとの連結を遮断し、エンジンの出力に余分な負荷を与えることがないと共に、モータからの駆動がある時はその駆動力をベルトに伝達することにより、補機を駆動するためのエンジンの負荷を軽減することができ、自動車の走行性能と燃費の向上を図ることができる。
【００２８】
また、エンジンの出力でモータを駆動することができ、発電または回生ブレーキを発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】自動車の補機駆動システム内への補機駆動装置の組み込み状態を示す正面図
【図２】補機駆動装置の基本構造を示す縦断側面図
【図３】同上の一部切り欠き正面図
【図４】（Ａ）乃至（Ｃ）は二方向クラッチの作動を示す説明図
【図５】この発明に係る補機駆動装置を示す縦断側面図
【図６】図５の矢印VI−VIに沿う縦断面図
【図７】図５の矢印VII−VIIに沿う縦断面図
【符号の説明】
Ａ 補機駆動装置
１１ 内輪
１３ 外輪
１４ スプラグ
１５ 内側保持器
１６ 外側保持器
１７ 二方向クラッチ
１８ 電磁クラッチ
１９ プーリ
２０ 円筒面
２１ 円筒面
２２ ポケット
２３ ポケット
２７ スイッチングばね
２９ ロータ
３０ 電磁コイル
３２ アーマチュア
４２ 内方部材
４３ 外輪
４４ カム面
４５ 円筒面
４６ 保持器
４７ ポケット
４８ ローラ
５１ スイッチングばね

Claims (2)

1. エンジンの動力を用いて駆動される自動車の補機駆動システム内に駆動モータを配置し、そのモータの出力軸に二方向クラッチを設けて、モータからの駆動がない時はモータとの連結を遮断し、モータからの駆動がある時はその駆動力をベルトに伝達すると共に、上記二方向クラッチに内蔵した電磁クラッチの作動により、ベルトからの駆動力をモータへ伝達可能とした自動車の補機駆動装置において、上記二方向クラッチが、外径に複数のカム面を有する内輪と、内周に円筒面を有する外輪と、内外輪間に収容された複数のローラと、ローラを保持する保持器とからなり、電磁クラッチのアーマチュアがこの保持器に係合自在としたことを特徴とする自動車の補機駆動装置。
2. 上記二方向クラッチが、上記補機駆動ベルトに係合するプーリに内蔵されていることを特徴とする請求項１に記載の自動車の補機駆動装置。

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